Отправим материал вам на e-mail
При планировании строительства малоэтажных жилых, подсобных или коммерческих зданий большинство проектировщиков выбирают двускатную конструкцию крыши. Это связано с относительно простой технологией монтажа, повышенной надёжностью конструкции, эффективным отводом осадков с кровли и неприхотливостью к условиям эксплуатации. Однако для достижения всех преимуществ нужно грамотно спроектировать и установить стропила для двухскатной крыши своими руками.
Расчёт длины и шага стропил
Устанавливая стропила для двускатной крыши своими руками, нужно соблюдать шаг их закрепления 0,6-1 м. Выбор зависит от расчётных нагрузок с учётом запаса прочности. Чем меньше шаг, тем прочнее конструкция и больше расход строительных материалов. Большой интервал 0,8-1 м допускается использовать только при укладке лёгких кровельных листов и углах наклона 15 0 -20 0 . Рекомендуется выбирать шаг в пределах 0,6-0,8 м.
Длину балок, зная угол наклона скатов и расстояние между двумя стенами объекта, рассчитать достаточно просто по теореме Пифагора. Однако реальную длину нужно увеличить на 60-70 см, которая пойдёт на их стыковку, а также на свес скатов примерно 0,5-0,6 м.
Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.
Двускатная крыша: виды и преимущества
Напомним, что двускатная крыша – это вид кровли, состоящий из двух плоскостей (скатов), соединенных под углом определенного градуса. Она может быть простой (симметричной либо ассиметричной) и сложной – ломанной.
Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:
- Экономичность и простота возведения, в сравнении с другими кровельными конструкциями.
- Легкость и доступность обслуживания в любое время года.
- Надежность и прочность при ветре, снегопаде, граде и прочих природных воздействиях.
- Возможность обустройства мансарды.
- Более качественная гидро- и теплоизоляция.
Необходимый теоретический минимум для возведения стропильной системы
Конструкция скатной крыши выполняется из металлических или деревянных балок. Металл – более «проблемный» материал. Он утяжеляет всю кровельную систему, быстро охлаждается и нагревается, более сложен в монтаже и требует применения профессионального сварочного оборудования. Исходя из этого, в строительстве частных домов (особенно, своими руками) используется преимущественно древесина.
Есть два основных варианта выполнения стропильной системы для двухскатной крыши – устройство висячего типа (у каждой стропильной ноги есть две точки опоры) и наслонный способ (стропила соединены внизу затяжкой, образуя треугольную ферму, посередине установлена несущая балка). Наслонная конструкция необходима, если между несущими стенами имеется расстояние больше 10 метров. Посмотрите на изображение:
Их чего состоит система стропильных элементов? Представим 3Д проекцию. Скелет крыши состоит из мауэрлата (стропильной основы), стропильных ног, конька, стоек, прогонов, лежня, затяжек, подкосов и обрешетки. Мауэрлат, лежень и затяжки – нижние детали системы, на которых возводится вся будущая крыша. Сначала ознакомьтесь с иллюстрацией ниже, а затем рассмотрим каждый элемент отдельно:
Мауэрлат – основа всех основ
Мауэрлат представляет собой брус из цельного дерева (преимущественно хвойных пород) сечением 10-15 см. Это оптимальные размеры для нужной прочности и долговечности всей кровельной конструкции. Брус укладывается на несущие стены дома для перераспределения на них распорной нагрузки.
Есть два способа монтажа брусков стропильной основы – с передачей нагрузки на стены и без передачи тяжести. Выбор варианта крепления мауэрлата должен зависеть от тяжести кровельной системы, покрытия, толщины несущих стен и периметра крыши.
При последнем варианте мауэрлат укладывается в карман, ближе к внутренней грани стены, и крепится на деревянные пробки скобами (каждая пробка соответствует размеру кирпича и является частью верхнего ряда кирпичной кладки).
Бруски, принимающие нагрузку, монтируются на несущие стены сверху с помощью анкеров. Мастера советуют класть жесткую раму на бетонное основание в виде пояса в стене. Под мауэрлат обязательно укладывается качественная гидроизоляция.
Подробности узнать можно из видео:
Лежень – базовый распределитель нагрузки
Лежень выполняет функции, сходные с мауэрлатом, и имеет такие же размеры. Балки укладываются на внутренние несущие стены, чтобы равномерно распределять нагрузки от вертикальных стоек и подкосов.
Мастер-класс по монтажу лежней смотрите на иллюстрации:
Стропильные ноги – ребра кровельного скелета
Стропила можно назвать главной составляющей кровельного каркаса. Этот элемент нельзя не использовать или заменить другой деталью. Ноги стропил – это деревянные брусья, размер сечения которых может варьироваться от 5 до 15 см. Стропила опираются на мауэрлат и соединяются между собой коньком.
Процесс монтажа стропил можно посмотреть на этом видео:
Конек – маленький нюанс с большим значением
Завершающий элемент стыка двух скатов называют коньком крыши. Это ребро, расположенное вертикально в самой верхней точке кровли. В месте примыкания стропил монтируется коньковый прогон. После на него и устанавливается конек крыши. Этот элемент скрепляет стропила, выполняет вентиляционную функцию и придает кровле эстетичность.
Стойки – приемники основных нагрузок
Стойки – мощные балки, принимающие часть нагрузки стропильной конструкции. Они устанавливаются вертикально, как правило, по центру фермы. Если проект предусматривает мансарду, то стойки размещают с двух сторон, ближе к скатам крыши. Когда мансарда делится на две комнаты, то стойки располагают и по центру и по бокам.
Прогоны – поддержка стропил
Коньковый и боковые прогоны служат усилителем жесткости стропильных ферм. Чем больше нагрузка на систему (снежные зимы, тяжелое кровельное покрытие, большая площадь крыши и пр.), тем больше прогонов должно быть установлено на скатах крыши.
Затяжка – соединитель стропильного элемента
Эта деталь конструкции выполняет функцию фиксации стропил у основания. Таким образом, формируется стропильный треугольник – ферма. Затяжки могут не устанавливаться в системах наслонного типа.
Подкосы – крепость конструкции
Подкосы служат опорой стойкам и укрепляют все элементы конструкции. Специалисты рекомендуют устанавливать подкосы под углом 450. Это повышает прочность системы и защищает ее от деформации под влиянием снежных масс и ветра.
Обрешетка – основа для кровельного пирога
Обрешетка – горизонтальные деревянные рейки сечением 40-50 мм, расположенные на скатах перпендикулярно стропилам. Главное предназначение обрешетки – фиксация кровельного материала. От его типа и зависит частота и толщина обрешеточных реек. Кроме того, обрешетка помогает передвигать материалы во время кровли и служит дополнительным элементом прочности конструкции.
Элементы свеса – завершающие моменты
Край кровельной системы называется свесом. Это выступ стропильной системы над стеной примерно на 40 см. Короб свеса состоит из таких элементов: кобылки (рейки соединения со стропилами), лобовые и карнизные доски. Предназначение свеса – защита стен от намокания во время дождей и таяния снега.
Пошаговое руководство по монтажу стропильной системы двускатной крыши
Для начала предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы приготовили для вас:
А теперь рассмотрим три основных этапа процесса устройства стропильной системы простой двускатной крыши:
1 этап: Расчеты и составление проекта
Начинать работу следует с подготовки проекта крыши. Он будет содержать все размеры, формы и типы креплений элементов конструкции. Для создания качественного проекта нужно произвести такие расчеты:
- Расчет постоянных и переменных нагрузок на стропильную систему. К постоянным нагрузкам относят вес кровли и отделочных материалов (мансарда также учитывается дополнительно). Переменные нагрузки – это сила ветра, дождя, снега и пр. Максимальной можно считать основную нагрузку до 50 кг на квадратный метр кровли, а переменную – до 300 кг (учитывая возможные снежные завалы).
- Учет сейсмической активности, штормовых ветров и особенностей месторасположения дома. Например, если дом окружен другими зданиями, то нагрузка на кровлю значительно снижается.
- Выбор угла наклона двухскатной крыши. При расчете угла наклона во внимание берутся такие факторы: чем выше угол, тем больше материалов уйдет на крышу (и денег, соответственно); наклон зависит от кровельного материала – чем мягче кровля, тем меньше угол наклона (например, для мягкой черепицы выбирается угол 5-200, а если вы используете шифер или ондулин, необходимо выбрать наклон 20-450).
- Расчет шага и длины стропил. Длина шага между стропильными фермами варьируется от 60 до 100 см. Чем тяжелее покрытие кровли, тем чаще нужно распределять стропила. Для расчета длины стропилины используем теорему Пифагора, принимая стропильную ногу за гипотенузу треугольника. Первой стороной будем считать половину ширины дома, а второй – выбранную высоту крыши. Затем к найденной нами гипотенузе прибавим еще 60-70 см запаса.
Когда все расчеты произведены, нужно сделать чертеж деталей, соединений и всего проекта в целом.
2 этап: Приобретение и подготовка необходимых материалов и инструментов
Для работы необходимо приобрести пиломатериал, согласно расчетам, болты, уголки, анкера и прочие соединительные детали, и подготовить соответствующие инструменты (дрели, уровни, метры, лобзик и пр.). Древесина для несущих балок и стропил должна быть цельной и качественной – сучки и червоточины недопустимы.
Антисептическая, противокоррозионная и противопожарная обработка древесины – обязательный момент на этом этапе. С материалом можно начинать работу через сутки после обработки.
3 этап: Монтаж стропильной конструкции крыши
Монтировать кровельный каркас лучше в сухую не ветреную погоду, чтобы не сталкиваться с дополнительными сложностями во время работы. На этом этапе мы остановимся более подробно и рассмотрим пошаговую инструкцию монтажа стропильной системы.
Установка стропильной системы: пошаговое руководство
Шаг 1. Укладка мауэрлата и лежня. Лежня может и не быть, если внутри дома больше нет несущих стен. Перед тем, как уложить мауэрлат на стены, необходимо выстелить гидроизоляционный материал, например, рубероид. Отмеряем ленту нужной ширины, отрезаем и стелим гидроизоляцию на край стены (где будет установлена рама).
Размечаем балки нужного сечения и длины, делаем обрезку и начинаем формировать раму основы. Мауэрлат должен располагаться с внешнего края стены (если запланирована висячая конструкция) или в специальной нише на стене перед порогом (если система кровли — наслонная). Лежни под стойки укладываются на внутренние несущие перегородки. Крепится мауэрлат к стене и деревянным пробкам скобами, шпильками и анкерами.
И предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы для вас подготовили:
Укладывая раму по всей длине стены, мы можем столкнуться с необходимостью соединений бруса основы. Выполнять их следует путем распила брусков под углом строго в 90 градусов. Крепление осуществляем качественными болтами.
Как не повредить кирпич или блоки при поднятии досок для крыши?
Выберите край стены, через который удобнее всего подавать балки для кровельного каркаса. Этот край нужно защитить деревянным угольником. Подойдут два обрезка черновой доски длиной около метра, которые нужно сбить между собой под прямым углом. Наденьте угольник на внешний край рабочей стены. Теперь можно поднимать доски, не боясь повредить ими стены или подоконники.
Шаг 2. Монтаж стропил. Первым делом необходимо установить крайние стропила. Для того, чтобы стропила держались ровно, устанавливаем стойки по центру. Стойки крепим к мауэрлату с помощью железного уголка и саморезов. Эта временная деталь убирается после установки всех стропил. Скрепляем крайние стропилины ригелями и устанавливаем коньковый прогон. Тип крепления – металлический уголок, саморезы и шпильки.
На иллюстрации показан процесс монтажа стропильных ног и крепление стропил к прогону:
А вот как крепить стропила к мауэрлату:
Между крайними фермами обязательно нужно натянуть строительную нить, по которой мы будем ровнять все стропилины ската.
Теперь монтируем все стропильные элементы по заранее размеченной схеме. Стыкуем стропила над коньковым прогоном.
Подробнее о процесс монтажа стропил смотрите в этом видеоролике:
Укрепить стропильные ноги поможет система специальных стоек. На мауэрлат крепятся деревянные бруски из досок такой же толщины, что и стропила. Бруски должны быть закреплены с шагом, равным выбранному расстоянию между стропильными ногами по разметке. Длина каждой доски – примерно 40 см. Эти стойки будут передавать нагрузку на мауэрлат и несущие перекрытия. Бруски нужно закрепить к основе стальными уголками. Теперь стропильные ноги нужно установить так, чтобы один бок каждой прилегал к стойке. Затем с другой стороны каждой стропилины крепим такую же стойку и схватываем все три детали шпильками 12 мм.
После монтажа всех ног стойки подрезаются заподлицо скосу стропилин со стороны улицы. Изнутри между стойками образуется пустой угол, который нужно закрыть деревянным треугольником (можно использовать обрезки от скосов).
Все стропильные ноги следует дополнительно укрепить ригелями, стойками, подкосами и усилить стыки металлическими пластинами. Полный процесс укрепления стропил можно посмотреть на видео:
Шаг 3. Гидроизоляция и обрешетка. На готовые стропильные ребра нужно уложить качественный гидроизоляционный паропроницаемый материал под обрешетку. Заход изоляционного полотна (лист на лист) делается на 15 см. На гидроизоляцию набивается контр обрешетка из деревянных реек по ребрам стропил. Сверху устанавливается обрешетка из таких же реек перпендикулярно к стропильным ногам.
При монтаже каркаса нужно учитывать наличие дымохода и обязательную вентиляцию конька. Расстояние между досками обрешетки в среднем – 300 мм. Такая схема подходит для всех видов твердой кровли. При выборе мягкого кровельного материала обрешетка делается сплошной из листов влагостойкой фанеры.
Стропильная система готова. Теперь пришла очередь монтажа кровельного материала, внутреннего утепления крыши и обустройства мансарды (если таковая предусмотрена проектом).
Итак, пришло время ответить на главный вопрос нашей темы: а стоит ли делать это все своими руками? Не верьте тому, кто скажет вам, что это – легко и просто. Но если у вас золотые руки и огромное желание сделать качественную крышу «для себя», то вперед! Желаем вам удачи!
Двускатную крышу используют для различных деревянных домов. Собрать конструкцию можно даже своими руками, так как она простая, в отличие от четырехскатной или мансардной. Основные строительные материалы для монтажа это доски и балки из бруса или бревна. Прочтя статью до конца, читатели узнают, какие основные элементы имеет каркас двухскатной крыши, и как собрать ее своими руками и сделать расчет сечения и длины балок. Про .
Стропильная система двухскатной крыши под строительство дома из бруса состоит из: стропильной ноги, мауэрлат, кобылки, конька, подкосов, стоек и обрешетки. Для того чтобы собрать своими руками нужно представлять конструкцию полностью. Подробнее о каждом элементе поговорим ниже.
Мауэрлат
Мауэрлат- это основная несущая часть конструкции каркаса двускатной крыши. Состоит она из бруса, располагающегося по всему периметру дома, на несущих стенах.Под строительство дома из клееного бруса или другого вида пиломатериалов крепиться при помощи привязки и металлических скоб.
Через мауэрлат нагрузка со всей стропильной системы переходит на несущие стены дома. Размер мауэрлата для деревянного дома подойдет 100х100 мм или 150х150 мм. Используют для этого узла хвойные породы древесины. Перед укладкой брус обрабатывают антисептиком и гидроизолируют при помощи битумной ленты.
Стропильная нога
Из стропильных ног собирается основной контур будущей крыши. Для каркаса крыши деревянного дома используют материал сечением 50х150 или 100х150 мм. Укладываются стропильные ноги в форме треугольника. На стропильных ногах держится вся система, и от качества материала зависит, выдержит ли крыша ветровые и снежные нагрузки.
Вес всей конструкции крыши через ноги передается на мауэрлат. Стропильные ноги монтируют с шагом 60-120 см, в зависимости от тяжести и крепления будущей кровли. Чем она тяжелее, тем чаще шаг монтажа ног стропильной системы.
Конек
Конек — это соединительная балка двух стропильных частей ската в верхней части. Он монтируется строго горизонтально на соединении ног.
Для деревянной двускатной крыши в качестве конька используют брус сечением 100х100 мм. Его предварительно обрабатывают антисептиком.
Кобылка
Кобылка это элемент, который играет роль свеса крыши. Эту часть крепят к стропильной ноге, если ее длины не хватит для формирования свеса минимум 200 мм. Если стропильной ноги хватит, то можно не монтировать кобылку.
Для монтажа используются доски меньшего размера и сечения чем ноги. Кобылка делает монтаж каркаса проще, так как балки для ног уже не нужны большой длины. Если крыша собирается своими руками, то специалисты рекомендуют выбрать именно такой вариант.
Лежень
Это брус, который располагают на внутренних несущих стенах сруба горизонтально. На лежень приходиться основная нагрузка от стоек стропильной системы, а он передает ее несущей стене.
В монтаже используется материал сечением в 100х100-150х150 мм.
Стойки
Стоки крепятся вертикально от конька к внутренней несущей стене. Для их изготовления используют материал сечением 100х100-150х150 мм после расчетов. В стропильной системе они играют роль перераспределения нагрузки от конька к несущей стене.
Затяжки
Затяжки, соединенные с ногами каркаса имеют форму треугольника. Это крепежный элемент в системе. Именно благодаря затяжкам ноги не разбегаются в разные стороны под давлением конструкции и кровли.
Подкосы
Подкосы состоят из кусочков досок монтированных под углом. С помощью подкосов нагрузка от стропильных ног перераспределяется к несущим стенам. В соединение с затяжками подкосы образуют фермы. Ферма состоит из нескольких подкосов и одной затяжки. Используют фермы для передачи нагрузки, если пролеты слишком большие.
Обрешетка
Устройство обрешетки крыши
Делают обрешетку из досок или не толстых брусков. В стропильной системе обрешетка крепиться перпендикулярно ногам к ним. При помощи обрешетки нагрузка от кровельной конструкции (кровля, утепление, пароизолятор — ), ровно распределяется по всем стропильным ногам. Еще одна функция обрешетки это соединение стропильных ног между собой в единую систему. В качестве обрешетки подойдет даже не обрезная доска. Но предварительно нужно счистить с нее кору.
Если кровля будет рулонная, например битумная, то вместо досок в качестве обрешетки используют листы фанеры. Так подложка под кровлю приобретает жесткую и ровную поверхность, по которой легко раскатать тот же рубероид.
Все перечисленные части каркаса двухскатной конструкции перед монтажом просушивают и обрабатывают антисептическими пропитками, делать это можно своими руками. В противном случае стропильная система быстро загниет.
Какой бывает стропильная система для двухскатной крыши
Контракция стропила для двускатной крыши под строительство дома из профилированного бруса может использоваться насланная или висячая.
Висячая конструкция
Эта система имеет конструкцию, опирающуюся на боковые несущие стены сруба. Но при этом стропила негативно взаимодействуют со стенами, распирая их. Чтобы избежать этого в каркасе двухскатной крыши ноги стягиваются специальными затяжками. Затяжки и ноги формируют треугольное крепление, которое имеет жесткие ребра, и конструкция не деформируется со временем.
В стропильной конструкции роль затяжек могут играть балки перекрытия. Так конструкцию можно будет использовать как мансарду. Для большей прочности сверху стропильной части тоже устанавливают затяжку не ниже 50 см от конька крыши.
Делать такую конструкцию нужно если пролет между несущими стенами сруба не более 10 см. Если этот пролет больше и между ним есть несущая стена, которая делит его на пополам, то висячую систему можно монтировать
Наслонные конструкции
Наслоная система стропил устанавливается на сруб с любым пролетом. Ее особенность в опорной балке, которую располагают посередине в пролете стен. Использовать такую конструкцию целесообразно при расстоянии между несущими стенами более 10 м.
Если между основными несущими стенами есть несущая колонна, то можно использовать чердачный вариант наслоных стропил. При этом стропила будут присоединены к колонне, а между колоннами делают дополнительные стропила. Но делать ее без определенных навыков сложно.
Как рассчитать стропила крыши
Перед тем как начать делать каркас крыши своими руками, нужно высчитать длину и толщину балок.
Расчет сечения балок
Сечение стропильных балок напрямую связано с их длиной и шагом крепления. Для определения соотношения этих показателей существуют специальные калькуляторы с помощью которых не сложно произвести расчет и ГОСТы.
Расчет соотношение длины и сечения балок в виде таблицы:
| Длина стропильной балки, м | Сечение используемого материала, мм | Шаг стропильной ноги, м | |
|---|---|---|---|
| Брус или доска | Бревно | ||
| От 1-3 | 80х100, 90х100, 90х160 | 100, 150, 160 | 1 – 1,35 |
| От 3-4 | 80х160, 80х180, 90х180 | 160, 180 | 1,40 – 1,70 |
| От 4-5 | 80х200, 100х200 | 200 | 1,40 – 1,75 |
| От 5-5,8 | 100х200 | 200 | 1,10 – 1,40 |
| От 5,9-6,5 | 120х220 | 240 | 1,10 – 1,40 |
Судя по цифрам, если длина стропила большая, то расстояние межу ними уменьшается, а сечение увеличивается. Если взять стропила меньшего сечения и не произвести нужный расчет, то с годами крыша просядет.
Отпиливать балки- ноги после того как сделан расчет нужно одной длины и монтировать каждую пару стоит на оной прямой линии.
Тонкости монтажа двухскатной крыши
Основные этапы строительства каркаса крыши своими руками состоят из:
- Крепление мауэрлата
- Монтаж стропильных ног
- Монтаж конька
- Связка ног
- Обрешетка
Как делают монтаж крыши профессионалы можно посмотреть на предоставленном видео:
На видео можно увидеть готовый каркас из бруса и его описание, каждого узла наглядно. Читатели найдут на видео мауэрлат, стропильные ноги, их крепление и т.д.
Крепление мауэрлат
В деревянных домах можно не монтировать дополнительно мауэрлат. Его роль сыграют верхнее бревно или брус. Но если конструкция крыши должна быть выше, то нужно выполнить привязку бруса.
Укладку бруса начинают с его изоляции, для этого стены сверху устилают двойным слоем рубероида. Брус обрабатывается и укладывается. В углах его соединяют своими руками при помощи металлических скоб и выпилок в половину сечения.
Мауэрлат располагают строго параллельно противоположной стене, чтобы стропильные ноги впоследствии были одинаковыми.
Подробнее о том как крепить стропила к мауэрлату, можно увидеть на видео ниже:
Видео наглядно показывает как должно выглядеть крепление ног — балок к брусу от профессионалов.
Монтаж стропильных ног
Для точного расположение стропильных ног на мауэрлат делаются отметка карандаша и метра. Но перед этим необходимо составить схему или расчет их расположения.
Подготовку стропильных ног начинают с распила с нижней стороны на 1/3 в ширину делают распил. Им нога будет опираться на мауэрлат. От того, из какого материала будут стропила зависит вариант их крепления.
От того под каким углом закрепить балки- ноги будет зависеть наклон будущей крыши. Делать его нужно не очень пологим и крутым. Лучше перед этим произвести расчет согласно показателям региона. Если на территории проживания ветровые нагрузки большие, то угол не может быть больше 20°С. При высоких нормах осадков уклон делают на 35-40°С. Так снег и осадки не будут скапливаться, и кровля станет самоочищаться.
В верхней части стропильные ноги связывают с коньком при помощи железных скоб в единую конструкцию.
Связка стропильных ног у висячей конструкции
Балки — ноги собирают между собой еще до их монтажа. Соединительными элементами могут служить болты или гайки с железными пластинами. После окончания сбора треугольных креплений со стропильными ногами устанавливать начинают с двух крайних. Затем устанавливают две последующие за ними. Фиксировать каркас нужно временными укосинами. В конце монтажа их убирают.
После полного монтажа ног к ним прикрепляют кобылки. От их длины будет зависеть размер свеса будущей крыши. Для деревянного дома это расстояние берется максимальным, чтобы предотвратить попадание воды на стены.
Монтаж стропил у наслонной конструкции
При таком монтаже стропила начинают монтировать с лежена, на который устанавливают две опоры. Сверху на опоры монтируется коньковый брус. Дополнительную жесткость конструкции придают укосины.
К коньковому брусу крепят стропильные ноги. Если при этом брать длину стропильных ног немного больше и подпиливать их дисковой пилой после скручивания, то работа будет более производительной.
Монтаж обрешетки
После того как монтаж стропильных ног закончен начинают крепить обрешетку. При этом начинают крапление с конька, где вначале монтируют две массивные широкие доски.
Монтировать обрешетку нужно по всей длине двускатной крыши с шагом под определенную кровлю.
Когда стропильная система полностью собрана, зашивают свес и фронтоны крыши. После этого укладывают кровельный материал и утепляют конструкцию. О том, как правильно сделать утепление крыши мы говорили ТУТ.
Как видно из статьи выполнить работу своими руками не сложно, а представляя, как выглядит конструкция двухскатной крыши легко можно сделать план и расчет для своего сруба. А материал, который будет использован при монтаже, желательно выбирать самый лучший и качественный.
Двускатной называется крыша, образованная двумя наклонными поверхностями. Они направлены встречно друг другу, а пересечение соединяется одним коньком параллельно длинной стороне дома. Двускатная крыша с разными скатами – это разновидность конструкции. От традиционного симметричного исполнения ее отличают в первую очередь геометрические параметры, а уже потом – специфические особенности.
Основы геометрии
Чтобы понять, как устроена такая крыша, нужно рассмотреть эти свойства и сравнить фото двух типов конструкций. Так как речь идет именно о двускатной разновидности, в профильном разрезе такая форма всегда образует треугольник. Верхний потолок здания является основанием фигуры и служит опорной поверхностью конструкции. Скаты крыши – это боковые стороны треугольника.
Рассматривая симметричную крышу (первое фото), можно увидеть, что наклонные поверхности равны по длине и находятся под одним и тем же углом к основанию треугольника. Конек, скрывающий пересечение склонов, располагается точно по центру здания и проходит через ось симметрии. Разноскатная конструкция характеризуется разной длиной скатов и отличающимися углами при основании (второе фото). Такая концепция – результат геометрического преобразования. Между элементами треугольника существует пропорциональная зависимость. Если изменить один, преобразуются и все остальные.
Фото №1 — двускатная крыша с одинаковыми скатами
Исходя из этой зависимости, у рассматриваемой конструкции крыши выделяют два основных параметра: длину скатов и уклон. Используя такое название, последнее значение было бы правильно рассчитывать в процентах. Для этого необходимо вычислить тангенс угла при основании крыши, умноженный на 100%. Тем не менее, для удобства и быстрого понимания в качестве единицы измерения используют чаще всего градусы. Таким образом, каждый скат у асимметричной крыши характеризуется отдельными длиной и уклоном.
Фото № 2 — конструкция крыши с разными скатами
Зачем нужны разные скаты
Такой вопрос задаст начинающий строитель. Выбор конструкции основывается на двух направлениях: дизайн и эксплуатационные свойства.
Внешний вид крыши важен с самого начала для того, кто хочет сделать здание красивым, неповторимым с эстетической точки зрения. Симметрия во всем часто надоедает, а многие современные тенденции в сфере дизайна полагаются на ломку стереотипов и уход от правильных геометрических форм.
Именно поэтому в таком плане выделяется конструкция с разными скатами. Возможность играть размерами и углами даже в классическом треугольнике позволяет строить оригинальные и интересные в исполнении крыши. Вариативность дает шанс выделить здание на фоне других, сделать его более заметным. Все потому что именно крыша является основным элементом, формирующим внешний вид строения.
Влияние погодных условий на расчет конструкции
Технологические особенности исходят из тех же геометрических параметров. От уклона ската зависит то, как конструкция будет переживать погодные условия. Именно по климатическим данным определяют значение угла, которое обеспечит надежность и долговечность крыши. Разумным шагом при планировке становится изучение розы ветров за последние 2-3 года в располагаемой местности.
По ней можно судить о силе ветра и его самом частом направлении. Со стороны крыши, откуда порывы приходят в большинстве случаев, рекомендуется устанавливать скат с меньшим углом наклона. Это снизит нагрузку на несущую конструкцию, а также уменьшит шум, создаваемый вибрацией кровли.
На расчет скатов влияют осадки. В сухих и теплых районах углы могут быть наименьшими, а длины – самыми большими. Местность же с обильными осадками требует от конструкции более крутых скатов, чтобы вся влага и твердые осадки как можно быстрее покидали кровлю, не застаивались и не создавали излишних нагрузок. Диапазоны углов крыши широко колеблются: от 11º до 70º.
Организация пространства
Увеличение уклона кровли позволяет выгодно использовать место на чердаке. С таким подходом под крышей можно устроить вместительную кладовую, удобную комнату или просторную мансарду. Нередко одна кровельная поверхность перекрывает сразу два этажных пролета. Это как раз тот случай, когда скаты очевидно различаются по длине. Также, становится возможным обустройство террасы, козырьком которой будет продолжение одного из скатов.
К распространенным методам увеличения площади относится применение ломаных конструкций, когда один из скатов, не доходя до основания, меняет угол наклона. Однозначно, такие изощрения несут в себе затраты на дополнительные стройматериалы и выполнение сложных работ.
Материал конструкции
Кровля крыши держится на стропильной системе. В качестве материала для конструкции испокон веков традиционно используют древесину, но может быть металл или железобетон. Первая лидирует благодаря возможности точной обработки, прочностью и оптимальным весом каркаса. Для возведения конструкции выбирают определенные породы древесины:
- Универсальной является сосна. Хвойная порода прочна, смоляниста, что снижает риск гниения. Ствол дерева прямой и легкий. Невысокая стоимость соснового бруса объясняется его широким распространением.
- Лиственница долговечна.
- Ель так же прочна, но больше подвержена влиянию влаги.
- Мощный дуб применим для ответственных элементов, например, мауэрлата. Его легко обрабатывать. Материал дорогой по сравнению с другими породами.
- Осина упруга, но часто встречается с гнилой сердцевиной, что ограничивает область ее применения
- Бук прочен, служит много лет, но с трудом поддается обработке.
Используя древесину в строительстве двускатных крыш с разными скатами, настоятельно рекомендуется применять только хвойные или только лиственные породы для всех элементов каркаса.
Металл, как и железобетон, в основе создания несущей конструкции выигрывает только для крупных строительных объектов, где разноскатные крыши встречаются редко. Один цельный пролет может достигать 2-3 десятков метров. В остальном он намного уступает древесине: дорогой, сложно обрабатывается, пропускает холод, накапливает конденсат.
Устройство каркаса и правильный расчет
При расчете разноскатной конструкции учитываются климатические условия, ветровые усилия, вес кровли. Последнее немаловажно: слой покрытия создает постоянную нагрузку на опоры каркаса. Большой вес, например, имеет керамическая черепица, мягкая кровля гораздо легче. В сочетании все эти факторы формируют общие требования к стропильной системе крыши и определяют такие параметры, как шаг стропил, количество элементов, толщина бруса и материал каркаса.
Чертеж двускатной конструкции позволяет понять, из каких элементов состоит несущая конструкция:
- Крепление стропил к зданию производится с помощью мауэрлата – прочной рамы, укладываемой к боковым несущим стенам из кирпича, блоков. С внешней стороны строения рекомендуется обложить этот элемент каркаса дополнительным кирпичным рядом для надежной фиксации.
- Коньковый прогон – вторая опора скатов. Он устанавливается на верхние углы фронтонов.
- Боковые прогоны крепятся параллельно коньку крыши. Вместе с центральным брусом их выводят чуть дальше фронтона с целью снижения нагрузки.
- Стропила – опоры для кровли. Они служат соединением конька и несущих стен. Для усиления противоположные стропила соединяются специальными стяжками из дерева или металла. Сборка элементов крыши производится двумя способами: висячим и наслонным. Первый характеризуется тем, что встречные стропила удерживают друг друга прочным соединением, нагрузка крыши является распирающей. Наслонная конструкция включает в себя дополнительные центральные опоры, соединяющие лежень и коньковый брус. Такое устройство используется при наличии внутренних несущих стен. Наличие разных скатов подразумевает установку между стропилами и другими брусами дополнительных стяжек, регулирующих нагрузку.
Двускатная крыша с асиметричными поверхностями – смелый шаг строителя собственного дома. Это возможность благоустроить свое жилище капитальной крышей с эффективным использованием пространства.
Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.
Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.
Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.
Общее устройство двускатной крыши
Основные понятия
Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши
Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций , но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.
1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.
2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».
Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.
Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.
Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»
3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.
4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.
5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.
6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы. Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.
7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.
8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.
Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши
Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?
Наслонная система стропил
Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.
Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точку опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.
В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:
На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном
С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).
Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.
Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.
Система с висячими стропилами
Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:
Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.
На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.
Фрагмент «д» - висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.
Вариант «ж» - для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.
Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» - уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.
В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.
Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.
Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши
Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.
Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.
Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).
- Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
- Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
- Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
- Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.
Цены на бензопилу
бензопила
Рассчитываем крутизну ската и высоту конька
Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:
- Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
- Из соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.
- Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.
Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.
Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2 ). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.
Н = f × tg a
Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.